奶牛过瘤胃氨基酸简介
低蛋白日粮补饲过瘤胃蛋氨酸、亮氨酸及异亮氨酸对后备牛生长及消化性能的影响
低蛋白日粮补饲过瘤胃蛋氨酸、亮氨酸及异亮氨酸对后备牛生长及消化性能的影响冯蕾,李国栋,王中华,胡志勇*(山东农业大学动物科技学院,山东泰安 271018)摘 要:本试验旨在研究低蛋白日粮补饲过瘤胃蛋氨酸(RPMet)、过瘤胃亮氨酸(RPLeu)、过瘤胃异亮氨酸(RPIle)对7月龄后备牛生长性能、消化性能、血液生化指标及氮平衡的影响。
选择平均日龄为(211.5±1.5)d、初始体重为(219.6±5.8)kg的40头健康荷斯坦后备母牛,随机分为5组,每组8头。
高蛋白日粮为正对照组(HP 组),日粮粗蛋白质含量14.6%;低蛋白日粮为负对照组(LP组),日粮粗蛋白质含量11.6%;低蛋白日粮+RPMet(LP+M)组;低蛋白日粮+RPIle和RPLeu(LP+IL)组;低蛋白日粮+RPMet、RPIle和RPLeu(LP+MIL)组。
试验预试期10 d,正试期30 d。
结果表明:HP组的平均日增重高于LP、LP+M组(0.05≤P<0.1);HP 组的血清尿素含量高于LP组(P<0.01);各组间的中性洗涤纤维采食量有差异趋势(0.05≤P<0.1);HP组的摄入氮高于其余组(P<0.01),LP+IL组的摄入氮最低(P<0.01);LP组尿氮低于HP组(P<0.01)。
综上,在日粮中以过瘤胃保护形式添加Met、Leu、Ile,适当降低日粮蛋白水平不影响后备牛生长性能,一定程度上提高了日粮氮转化效率。
关键词:后备牛;低蛋白日粮;过瘤胃氨基酸;生长性能;氮利用率中图分类号:S823.5 文献标识码:A DOI编号:10.19556/j.0258-7033.20201023-05后备牛阶段为奶牛生长发育阶段的总称,是指从出生至第1次产犊前的奶牛[1]。
现代化奶牛养殖中,由于后备牛在产犊前不能为牛场带来经济效益,但生理成熟期与其体重相关[2-3],生产中常通过饲喂高营养高蛋白水平日粮,提高其日增重以期更早达到配种体重,但我国饲料资源紧缺,尤其是蛋白质类饲料原料供不应求[4],导致蛋白饲料价格居高不下;同时由于奶牛生理消化特点导致蛋白利用率低,摄入的蛋白大量通过粪尿排出体外,日粮氮平均泌乳转化效率仅为24.7%,降低氮摄入会降低粪尿中氮排泄量[5],因此降低后备牛日粮蛋白水平的饲养模式需要深入研究。
过瘤胃赖氨酸对奶牛瘤胃微生物蛋白产量、产奶性能和氮排泄的影响
过瘤胃赖氨酸对奶牛瘤胃微生物蛋白产量、产奶性能和氮排泄的影响ZHANG Kaixiang;XING Defang;GAO Xulei;TENG Lebang;LYU Yongyan;SUN Guoqiang【摘要】本试验旨在研究过瘤胃赖氨酸(RPLys)对奶牛瘤胃微生物蛋白(MCP)产量、产奶性能和氮排泄的影响.选取年龄、体重、胎次、产奶量、乳成分及泌乳期[(90±15)d]相近且体况良好的荷斯坦奶牛40头,随机分为4组,每组10头.对照组、试验1组、试验2组和试验3组饲粮中分别添加0、25、30和35 g/(d·头)的RPLys.预试期15 d,正试期60 d.结果表明:1)试验1组、试验2组、试验3组的瘤胃MCP产量分别比对照组提高了5.34%(P<0.05)、14.76%(P<0.01)、10.06%(P<0.01).2)试验1组、试验2组、试验3组的产奶量分别比对照组提高了5.34%(P<0.05)、9.30%(P<0.01)、6.69%(P<0.05);在乳蛋白率方面,试验2组极显著高于对照组(P<0.01),试验3组显著高于对照组(P<0.05).3)试验1组、试验2组、试验3组的氮总排出量分别比对照组降低了5.70%(P<0.01)、9.98%(P<0.01)、7.87%(P<0.01).由此可知,奶牛饲粮中添加RPLys可以提高奶牛瘤胃MCP产量,降低奶牛氮总排出量,提高奶牛的产奶性能.综合考虑上述指标,在本试验条件下,奶牛饲粮中RPLys的最适添加量为30 g/(d·头).【期刊名称】《动物营养学报》【年(卷),期】2018(030)012【总页数】9页(P4971-4979)【关键词】过瘤胃赖氨酸;奶牛;瘤胃微生物蛋白;产奶性能;氮排泄【作者】ZHANG Kaixiang;XING Defang;GAO Xulei;TENG Lebang;LYU Yongyan;SUN Guoqiang【作者单位】;;;;;【正文语种】中文【中图分类】S816近年来,随着我国奶牛养殖规模的不断扩大,对大豆等蛋白质饲料的需要量不断增加,在集约化的养殖模式下,大量未被利用的氮元素经奶牛的粪尿直接排放到外界环境中,既造成了蛋白质资源的浪费,又加剧了环境的污染,蛋白质饲料原料短缺和环境污染等因素成为制约我国奶牛养殖业发展的重要因素。
过瘤胃氨基酸
反刍动物的过瘤胃保护性氨基酸营养添加剂价值评估反刍动物蛋白质营养的实质和核心是氨基酸营养,由于瘤胃微生物的作用,反刍动物日粮中直接添加氨基酸,会在瘤胃中部分或完全降解,最终到达小肠可被吸收利用的氨基酸量减少。
因此氨基酸过瘤胃保护非常重要。
许多研究表明,在日粮中添加过瘤胃氨基酸(Rumen —Protected Amino Acids,RPAA)是为反刍动物提供理想小肠氨基酸简便、直接而又有效的调控方法,对提高饲料利用率、减少蛋白质和氨基酸浪费、降低生产成本、提高高产反刍动物生产性能具有重要意义。
1 过瘤胃氨基酸应用的必要性许多研究表明,蛋白质对反刍动物的最终生物学价值决定于小肠内出现的供吸收的氨基酸数量和种类。
为此,英、法、美、德、瑞士、荷兰、澳大利亚、北欧及我国学者提出了反刍物蛋白质营养新体系,虽然各国新体系所采用的主要参数不完全一致,但其共同特点是以小肠蛋白质,即小肠氨基酸平衡为基础。
小肠内可吸收氨基酸主要受制于微生物蛋白质和未降解日粮蛋白质构成的数量和质量。
微生物蛋白质有一个优秀的氨基酸组成,但是研究表明,即使瘤胃微生物蛋白质合成达到最大程度,还是没有足够的蛋白质进人小肠,从而不能实现现代高产反刍动物潜在的生产量,因此必须增加进人小肠的真蛋白质和氨基酸的数量。
过去,营养学家们常给反刍动物补充瘤胃非降解蛋白质。
鱼粉、肉骨粉、羽毛粉、玉米蛋白粉、去毒大豆粉和玉米面筋粉等含有较多的过瘤胃蛋白质,是反刍动物饲料常用的非降解蛋白质源。
但是,单靠提高过瘤胃蛋白质数量并不一定保证反刍动物增产。
许多学者提出使用过瘤胃蛋白质存在一定的局限性,如:(1)使通向小肠的细菌蛋白减少;(2)过瘤胃蛋白质在小肠内可能不容易消化;(3)过瘤胃蛋白质的氨基酸组成不易平衡,在满足某些必需氨基酸的同时也会导致其他必需和非必需氨基酸过量,反刍动物必须代谢过量的氨基酸和排除过剩的氮素,不但造成环境染,也会影响奶牛的健康和生产状况;(4)不同来源的过瘤蛋白质的消化产物相互作用,降低了自身的营养价值;(5)瘤胃内环境的改变,微生物合成效率的降低,食糜通过率的加快都会影响过瘤胃蛋白质的功效;(6)不同包被方法处理的过瘤胃蛋白质在小肠内的释放速度也可能有一定差异,因此出现各种氨基酸利用的时间差问题。
奶牛过瘤胃氨基酸简介
一.奶牛的蛋白质及氨基酸的需求和来源1.蛋白质是奶牛日粮的主要限制性营养成分之一.饲料蛋白质进入瘤胃,经微生物作用,大部分被降解成氨,生成的氨除用于微生物合成菌体蛋白外,其余的氨被吸收随血液进入肝脏合成尿素,一部分返回瘤胃再利用,另一部分从尿液排出.小肠的代谢蛋白质(MP)是指被瘤胃以后消化的真蛋白质和被小肠吸收的氨基酸部分,主要有3部分组成,瘤胃合成的微生物蛋白质(MCP),瘤胃非降解饲料蛋白质(UCP),少量的内源蛋白质(ECP)研究表明,即使瘤胃微生物蛋白质合成达到最大程度,进入小肠的微生物蛋白质仍难以满足高产奶牛产奶的需求,而大量增加日粮蛋白质饲喂量,随之会增加瘤胃内蛋白质的降解量,造成蛋白质资源的浪费.为了减少瘤胃内蛋白质的降解损失,曾采取各种措施以提高日粮中UCP(非降解蛋白质)的量,弥补微生物蛋白质的不足,最常用的是在日粮中添加含UCP 的鱼粉、血粉、羽毛粉、玉米面筋等对蛋白质进行保护处理,但日粮中过多的UCP代替RDP(瘤胃降解蛋白质)会出现以下问题:①在日粮中用非降解蛋白质代替降解蛋白质,会影响微生物蛋白质的合成,导致进入小肠的微生物蛋白质数量下降。
②可代谢蛋白质的氨基酸组成不平衡会影响牛奶的产量。
就氨基酸含量和瘤胃发酵能力来说,鱼粉是蛋氨酸的良好来源.羽毛粉支链氨基酸含量丰富,血粉含较多的赖氨酸,但蛋氨酸含量低,玉米面筋粉是亮氨酸的良好来源.但赖氨酸含量低。
结果饲喂某种氨基酸含量低的过瘤胃蛋白质,就会加重该种氨基酸的缺乏。
③过瘤胃蛋白质在小肠内也可能不容易消化。
④不同来源的过瘤蛋白质的消化产物相互作用,降低了自身的营养价值。
⑤瘤胃内环境的改变,微生物台成效率的降低.食糜通过率的加快都会影响过瘤胃蛋白质的功效。
⑥另外,用喂过瘤胃蛋白质不仅成本高,而且会影响奶牛的健康和生产状况这是困为奶牛必须代谢过量的氨基酸和排除过剩的氮素,从而也会造成环境污染。
由于过瘤胃蛋白质存在一定的局限性,因此人们把研究重点转移到过瘤胃氨基酸上。
奶牛的过瘤胃氨基酸概述
过瘤胃氨基酸
1.保护方法
③使用脂肪或饱和脂肪酸及矿物质混合物包被
种类:脂肪或饱和脂肪酸 过瘤胃原理:饱和脂肪酸有一定的瘤胃保护特性,可保护氨基酸通过 瘤胃,同时在小肠中释放。 代表产品:德国德固赛公司生产的Mepron M85 。 注意:但使用脂肪或饱和脂肪酸包被氨基酸存在过度保护问题。用脂 肪和饱和脂肪酸和矿物质包被氨基酸的效果低于用脂肪酸和pH敏感聚 合体进行包被的氨基酸。
⑥成本过高
奶牛的氨基酸需求
NRC: 7.2% NRC: 2.4%
乳蛋白合 成
赖氨酸
第一第二 限制性氨 基酸
蛋氨酸
乳脂合成
玉米作为蛋白 原时,赖氨酸 为第一限制性 氨基酸
豆粕作为蛋白 原时,蛋氨酸 为第一限制性 氨基酸
过瘤胃氨基酸
1.保护方法
①氨基酸类似物、衍生物、聚合物
种类:蛋氨酸羟基类似物(MHA)、N-羟甲基蛋氨酸钙盐、1,2-N-羟甲 基赖氨酸钙盐、N-硬脂酸-蛋氨酸、DL-2-羟-4-甲硫丁酸(HMB)等。 应用最多:HMB。 过瘤胃原理:这类化合物在瘤胃中不被瘤胃微生物所利用,从而避开 了瘤胃内的脱氨和转氨作用,而进入真胃小肠中被吸收利用。 代表产品:诺伟司生产的 Alimet。
奶牛的过瘤胃氨基酸概述
一.奶牛的蛋白质及氨基酸的需求和来源
瘤胃
瘤胃非降 解饲料蛋 白质
30%
小肠
小肠可代 谢蛋白质
饲料蛋 白质
菌体蛋白
70%
氨
尿素
体外
一.奶牛的蛋白质及氨基酸的需求和来源
菌体蛋白
1.蛋白质来源相对稳定, 饲粮水平变化时菌体蛋 白变化不明显。
2.属优质蛋白,氨基酸 平衡,能很好满足奶牛 的需求
过瘤胃蛋氨酸对围产期奶牛代谢及健康的调控作用及机理
动物营养学报2018,30(3):829⁃836ChineseJournalofAnimalNutrition㊀doi:10.3969/j.issn.1006⁃267x.2018.03.004过瘤胃蛋氨酸对围产期奶牛代谢及健康的调控作用及机理孙博非1㊀余㊀超2㊀曹阳春1㊀蔡传江1㊀李生祥1㊀姚军虎1∗(1.西北农林科技大学动物科技学院,杨陵712100;2.陕西省商洛市畜牧产业发展中心,商洛726000)摘㊀要:受多种因素影响,奶牛围产期处于能量和其他营养物质的负平衡状态,多发营养代谢病㊂研究表明,蛋氨酸可调控奶牛围产期能量和脂质代谢,改善肝脏功能,并可增强机体抗氧化和免疫功能㊂本文综述了蛋氨酸调控奶牛围产期代谢和机体健康的相关进展,探讨奶牛围产期过瘤胃蛋氨酸的适宜添加量,旨在为蛋氨酸在奶牛围产期的基础研究和应用提供参考㊂关键词:蛋氨酸;围产期奶牛;代谢调控;健康调控;机理中图分类号:S823㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀文章编号:1006⁃267X(2018)03⁃0829⁃08收稿日期:2017-09-04基金项目:国家重点研发计划(2017YFD0500500);国家自然科学基金面上项目(31472122,31672451)作者简介:孙博非(1988 ),男,山东淄博人,博士,从事反刍动物营养研究和技术服务工作㊂E⁃mail:sunfeifei2011@sina.com∗通信作者:姚军虎,教授,博士生导师,E⁃mail:yaojunhu2004@sohu.com㊀㊀奶牛围产期包括围产前期(产前21d)和围产后期(产后21d)2个阶段,是奶牛泌乳周期中的关键时期㊂此阶段奶牛经历妊娠-分娩-泌乳的生理转变,涉及多个组织的协调变化,营养需要量显著增加,而干物质采食量(drymatterintake,DMI)急剧下降,营养摄入严重不足,奶牛往往处于多种营养物质的负平衡状态,其中能量负平衡(negativeenergybalance,NEB)尤为突出[1]㊂围产期奶牛通过动员体脂缓解NEB,产生的非酯化脂肪酸(non⁃esterifiedfattyacids,NEFA)主要进入肝脏进行代谢,主要有3条代谢途径:1)完全氧化形成CO2和H2O,高效供能;2)不完全氧化生成酮体,供能效率低,并易诱发酮病;3)酯化反应形成甘油三酯(triglycerides,TG),其在肝脏蓄积可导致脂肪肝的发生[2]㊂酮病和脂肪肝严重威胁奶牛围产期健康,并继发一系列营养代谢病,造成奶牛过早淘汰㊂蛋氨酸(methionine,Met)是维持动物生长发育和各项生理活动的必需氨基酸,也是机体重要的甲基供体,在肝脏一碳单位循环及相关代谢过程中发挥重要作用[3]㊂研究表明,Met可调控围产期奶牛能量和脂质代谢,维持肝脏健康[4],改善机体抗氧化和免疫功能[5-6],且母体的部分调控效应可在犊牛中有所体现[7]㊂本文概述了Met理化性质和生物学功能及瘤胃降解特性,综述了过瘤胃蛋氨酸(rumen⁃protectedmethionine,RPM)调控奶牛围产期相关代谢的研究进展,并探讨了围产期奶牛饲粮RPM的适宜添加量,旨在为Met在奶牛围产期的基础研究及应用提供科学依据和技术参考㊂1㊀Met营养概述㊀㊀Met的分子式为C5H11O2NS,化学结构式如图1,相对分子质量149.21,是人类和动物体内的含硫必需氨基酸㊂Met与细胞信号转导㊁核酸和蛋白质合成等许多生理生化过程密切相关㊂Met营养平衡对奶牛生长发育㊁生理代谢㊁机体健康和泌乳性能的高效发挥至关重要,除构成细胞蛋白质外,还具有以下功能:1)作为底物和调控物质,参与奶牛机体蛋白质合成,其中泌乳牛乳腺蛋白质合成尤其关键㊂Met和赖氨酸(lysine,Lys)是奶牛泌乳最重要的2种限制性氨基酸,其限制性排位由基础饲粮的类型决定[8];2)其代谢产物S-腺苷甲硫㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报30卷氨酸(S⁃adenosylmethionine,SAM)是机体重要的甲基供体,参与和调控多种生理生化过程[9];3)与胆碱类似,Met可促进肝脏极低密度脂蛋白(very⁃low⁃densitylipoprotein,VLDL)和肉毒碱合成,调控肝细胞脂质代谢[2,10];4)合成部分抗氧化物质(如牛磺酸),维持奶牛机体氧化还原状态[11];5)调控奶牛免疫细胞活性和功能,增强机体免疫力[11-12]㊂此外,对产毛动物而言,Met还可转化为半胱氨酸,促进绒毛生长,增加绒毛产量[13]㊂图1㊀蛋氨酸的化学结构式Fig.1㊀Thechemicalstructureofmethionine㊀㊀在瘤胃微生物的作用下,Met可在瘤胃大量降解,并在瘤胃参与相关代谢过程,到达小肠的Met较少,限制了奶牛对饲粮Met的利用[10]㊂在瘤胃中,Met一部分用于合成菌体蛋白,还有一部分进入其他代谢通路㊂例如,Met可作为甲基供体,与瘤胃微生物产生的氢结合,产生甲烷,造成能量和氨基酸损失㊂因此,需在奶牛饲粮中添加RPM,以保证充足的Met在小肠被吸收,随血液循环进入靶器官,发挥相应生理功能[3]㊂2㊀Met对奶牛围产期生理代谢和健康的调控㊀㊀在奶牛体内,Met和胆碱的代谢过程相互关联,且二者间互相转化㊂以奶牛机体一碳单位循环为理论基础,Met和胆碱均具有促进围产期奶牛肝脏健康和代谢㊁增强抗氧化和免疫功能以及降低代谢性疾病的发生等功能[11,14]㊂Met还可调控奶牛围产期消化道功能,提高饲粮氮素利用率,降低氮排放,改善产后泌乳性能[15-16],Met亦可作为底物和调控物质,通过哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)等通路促进奶牛机体蛋白质合成[8,17]㊂2.1㊀Met对围产期奶牛肝脏的调节功能㊀㊀RPM可调控围产期奶牛肝脏功能,促进肝细胞脂质和碳水化合物代谢,提高肝脏能量和其他物质的输出㊂脂质代谢异常或超载是威胁奶牛围产期肝脏健康和功能的主要诱因,通过营养调控促进NEFA完全氧化㊁TG转运和糖异生是保障肝脏能量高效转化和代谢以及重要蛋白质(如白蛋白和代谢酶类)合成的重要技术思路㊂㊀㊀由于Met在一碳单位循环(图2)和蛋白质合成中的重要作用,饲粮RPM对奶牛围产期肝脏功能和营养代谢的调控及其机理已成为研究热点㊂奶牛围产期饲粮添加RPM可上调肝脏过氧化物酶体增殖物激活受体α(peroxisomeproliferator⁃ac⁃tivatedreceptorα,PPARα)的表达,进而提高丙酮酸羧化酶(pyruvatecarboxylase,PC)㊁微粒体甘油三酯转运蛋白(microsomaltriglyceridetransferpro⁃tein,MTTP)和磷酸烯醇式丙酮酸激酶(phos⁃phoenolpyruvatecarboxykinase,PEPCK)的表达量,表明RPM可促进肝细胞脂蛋白组装,并增强糖异生[18]㊂进一步研究发现,这可能与一碳单位循环及某些基因的启动子甲基化有关[18-19]㊂Li等[4]研究发现,饲粮添加RPM提高了血液VLDL含量,且肝组织TG含量有所降低(4.70%vs.3.40%,湿重基础),这说明RPM可促进TG转运,降低肝脏脂质沉积;同时,血液NEFA含量下降,这提示奶牛体脂动员减少,可能是由于NEB有所缓解㊂RPM可调控奶牛围产期肝脏脂质和能量代谢及转化,降低脂质沉积,但其信号网络㊁内分泌和其他可能机制等尚待阐明㊂一些关键通路和调控因子,如腺苷一磷酸激活的蛋白激酶[adenosine5ᶄ⁃monophosphate(AMP)⁃activatedprotein,AMPK]㊁PPARα和固醇调节元件结合蛋白1c(sterolregulatoryelementbindingprotein1c,SREBP⁃1c)等在饲粮甲基营养物质(Met㊁胆碱㊁甜菜碱和叶酸)调控奶牛围产期肝脏代谢和健康过程中扮演何种角色?其作用机理又是什么?尚待阐明㊂2.2㊀Met对围产期奶牛机体健康的影响㊀㊀RPM通过奶牛机体一碳单位循环合成抗氧化物质,减少自由基对奶牛细胞的氧化损伤,并可增强机体免疫力,降低代谢性疾病和其他疾病的发生㊂研究表明,饲粮添加RPM可促进谷胱甘肽等抗氧化物质的从头合成,提高血浆氧自由基的清除能力,降低氧化应激和肝脏炎症反应,增强机体免疫功能[5-6]㊂Met供应与免疫反应密切相关,RPM影响奶牛免疫功能的原因有很多,如促进奶牛T淋巴细胞增殖[21],增强血液中性粒细胞的功能[22],降低氧化应激对免疫细胞的损伤[12],改变外周血T淋巴细胞亚群比例(CD4+/CD8+)0383期孙博非等:过瘤胃蛋氨酸对围产期奶牛代谢及健康的调控作用及机理等[3,11]㊂此外,利用奶牛原代肝细胞培养技术,发现高含量NEFA和β-羟基丁酸(β⁃hydroxybutyricacid,BHBA)可导致肝细胞氧化应激,引起炎症反应,造成细胞损伤,降低肝细胞功能,并诱发细胞凋亡[3,23-26]㊂可以推测,RPM可能通过缓解奶牛围产期NEB,减少体脂动员,增强肝脏功能,降低血液NEFA和BHBA含量,减轻NEFA和BHBA对免疫细胞的损伤,间接提高奶牛围产期免疫功能,这已在部分研究得到证实[27-29]㊂综上可知,Met在维持奶牛围产期机体氧化还原状态和免疫功能方面具有重要作用㊂㊀㊀Transsulfuration:转硫氢基反应;Transmethylation:转甲基反应;Carnitine:肉毒碱;CPT⁃1:肉毒碱棕榈酰转移酶1carni⁃tinepalmitoyltransferase1;Serine:丝氨酸;Glycine:甘氨酸;HCY:同型半胱氨酸homocysteine;DMG:二甲基甘氨酸dimethyl⁃glycine;MTR:5-甲基四氢叶酸-同型半胱氨酸甲基转移酶5⁃methyltetrahydrofolate⁃homocysteinemethyltransferase;THF:四氢叶酸tetrahydrofolate;5⁃MTHF:5-甲基四氢叶酸5⁃methyltetrahydrofolate;MTHFR:亚甲基四氢叶酸还原酶methylenetetra⁃hydrofolatereductase;SAM:S-腺苷甲硫氨酸S⁃adenosylmethionine;SAH:S-腺苷半胱氨酸S⁃adenocylhomocysteine;Cysteine:半胱氨酸;Choline:胆碱;Methionine:蛋氨酸;PC:磷脂酰胆碱phosphatidylcholine;VLDL:极低密度脂蛋白verylowdensitylipoprotein;MTTP:微粒体甘油三酯转运蛋白microsomaltriglyceridetransferprotein;PE:磷脂酰乙醇胺phosphatidylethano⁃lamine;Cystathionine:胱硫醚;GSH:谷胱甘肽glutathione;Antioxidants:抗氧化剂;Taurine:牛磺酸;CSA:半胱亚磺酸cysteinesulfinicacid;GNMT:甘氨酸-N-甲基转移酶glycine⁃N⁃methyltransferase;PEMT:磷脂酰乙醇胺N-甲基转移酶phosphatidyle⁃thanolamineN⁃methyltransferase;GAMT:胍基乙酸N-甲基转移酶guanidinoacetateN⁃methyltransferase;TG:甘油三酯triglyc⁃eride;BHMT:甜菜碱-同型半胱氨酸-S-甲基转移酶betaine⁃homocysteineS⁃methyltranferase;phoshphlipaseD:磷酸脂酶D;Rumen⁃protectedcholine:过瘤胃胆碱;Rumen⁃protectedmethionine:过瘤胃蛋氨酸;CDPpathway:CDP通路;membranes:细胞膜㊂图2 甲基供体循环通路及其调控奶牛围产期代谢和健康的可能途径Fig.2㊀Circulationofmethyldonorsandtheirpotentialrolesinregulationofmetabolismandhealthofdairycowsatperinatalperiod[3,20]㊀㊀围产期奶牛饲粮添加RPM可提高肝脏甜菜碱-同型半胱氨酸-S-甲基转移酶(betaine⁃homo⁃cysteineS⁃methyltranferase,BHMT)㊁磷脂酰乙醇胺N-甲基转移酶(phosphatidylethanolamineN⁃meth⁃yltransferase,PEMT)㊁蛋氨酸腺苷转移酶1A(me⁃thionineadenosyltransferase1A,MAT1A)㊁S-腺苷高半胱氨酸水解酶(S⁃adenosylhomocysteinehydro⁃lase,SAHH)和胱硫醚β合成酶(cystathionineβ⁃138㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报30卷synthase,CBS)的基因表达量,降低5-甲基四氢叶酸-同型半胱氨酸甲基转移酶(5⁃methyltetrahydro⁃folate⁃homocysteinemethyltransferas,MTR)的活性,表明RPM影响肝脏一碳单位循环,促进肝脏磷脂酰胆碱和一些抗氧化剂(牛磺酸和谷胱甘肽)的合成,这可能是RPM有利于奶牛肝脏和机体健康,并提高生产性能的重要原因[7,19-20,30]㊂还有研究发现,RPM影响肝脏全基因组和PPARα基因启动子区特定位点的甲基化,并上调PPARα等一系列能量和脂质代谢相关靶基因的表达,进而促进肝细胞脂质代谢和转运,降低TG沉积,并增强碳水化合物的代谢和转化[18]㊂2.3㊀Met对犊牛生理的调控作用㊀㊀RPM经小肠消化㊁吸收进入奶牛体内后,Met可转化为SAM,提供游离甲基,引起肝脏和其他器官关键基因启动子区的甲基化,上调或下调部分基因和调控因子的表达,调控相关代谢,且部分变化可遗传给后代[7]㊂㊀㊀奶牛围产前期补充RPM,可提高新生犊牛提高肝脏DNA甲基转移酶1[DNA(cytosine⁃5)⁃methyltransferase1,DNMT1]基因的表达量[7],但这并不能证明母体肝脏的表观遗传学变化传代给犊牛,也可能是母体补充RPM提高了血液Met含量,进而通过胎盘血液循环进入胚胎,使得胚胎获得的Met或其他甲基供体增加,自身发生上述变化㊂在新生犊牛原代肝细胞培养试验中,提高培养基中Met和氯化胆碱含量,均可不同程度影响肝细胞甲基转移㊁转硫及相关过程,促进VLDL合成,并降低培养基中自由基积累[20]㊂因此,关于奶牛围产前期甲基供体供应对犊牛肝脏代谢及机体健康的影响,仍需进一步研究㊁确证,最终构建RPM调控奶牛围产期肝脏功能㊁主要营养物质的代谢和转化以及机体健康的机制网络,为甲基供体在奶牛上的营养实践提供理论基础㊂3㊀围产期奶牛RPM的适宜添加量㊀㊀作为奶牛泌乳重要的限制性氨基酸之一,泌乳奶牛Met的相关研究较多,多集中于Met对奶牛乳腺上皮细胞蛋白质合成的调控及其机理,且一般与Lys一起研究[8,15,31-33],而对围产期奶牛的研究较少㊂制定泌乳奶牛Met需要量时,以保证饲粮代谢蛋白质(metabolizableprotein,MP)满足需要为前提,在此基础上考虑不同氨基酸在MP中的含量及氨基酸间的比例关系,一般认为泌乳奶牛饲粮LysʒMetʈ3ʒ1,NRC(2001)推荐量为MP7.2%和MP2.4%㊂因此,通常根据基础饲粮MP㊁Lys和Met等含量的实测值,按照上述比例推算RPM添加量㊂现有营养标准和相关研究尚未给出奶牛围产期RPM建议添加量,基于本课题组研究并综合分析他人研究结果(表1),建议围产期奶牛RPM添加量为10 20g/d(以Met计)㊂表1㊀过瘤胃蛋氨酸的添加量及其对奶牛围产期代谢的影响Table1㊀SupplementarydosesofRPMandtheireffectsonthemetabolismoftransitiondairycows文献Reference蛋氨酸Methionine1)泌乳净能NEL/(Mcal/kgDM)2)产前Prepartum产后Postpartum粗蛋白质CP/(%DM)产前Prepartum产前Prepartum非酯化脂肪酸NEFA3)β-羟基丁酸BHBA3)其他效果OthereffectsJacometo等[7]0.08%DM提高母体血浆氨基酸含量,影响犊牛肝脏Met循环Vailati⁃Riboni等[30]0.07%DM1.471.6515.616.3增加DMI和产奶量,降低肝脏TG含量,增强肝脏功能,提高抗氧化能力孙菲菲[3]15g/d1.511.6911.9215.02降低降低促进奶牛机体能量平衡,改善肝脏功能和机体氨基酸代谢,提高产后泌乳性能2383期孙博非等:过瘤胃蛋氨酸对围产期奶牛代谢及健康的调控作用及机理续表1文献Reference蛋氨酸Methionine1)泌乳净能NEL/(Mcal/kgDM)2)产前Prepartum产后Postpartum粗蛋白质CP/(%DM)产前Prepartum产前Prepartum非酯化脂肪酸NEFA3)β-羟基丁酸BHBA3)其他效果OthereffectsZhou等[19]0.08%DM1.521.7114.617.2促进肝脏一碳单位循环,调控相关代谢Zhou等[14]0.08%DM1.521.7214.617.2NSNS提高DMI和产奶量Sun等[11]15g/d1.511.6911.9215.02降低降低促进能量平衡,提高血液VLDL含量,增进机体健康Zhou等[12]0.08%DM1.521.7114.517.2增强肝脏功能,缓解氧化应激,提高免疫力Osorio等[18]0.07%DM1.541.7515.017.5提高PPARα基因启动子区甲基化,调控脂代谢和糖异生相关基因的表达Acosta等[34]0.08%DM1.541.7118.017.6影响全基因组的甲基化水平,提高繁殖性能Li等[4]0.07%DM1.471.6515.616.3降低NS提高DMI及血浆葡萄糖和VLDL含量,改善泌乳性能,增进奶牛健康Osorio等[5]0.07%DM0.19%DM1.541.7515.017.4促进肝脏脂肪酸代谢和转运,增强肝脏功能,提高免疫力Osorio等[6]0.07%DM0.19%DM1.541.7515.017.4降低肝脏氧化应激和炎症,影响一碳单位循环中多种酶基因的表达Osorio等[22]0.07%DM0.19%DM1.541.7515.017.4NSNS提高DMI和产奶量,增强奶牛围产期免疫功能Ardalan等[10]13.5g/d1.431.6315.016.0降低NS提高泌乳性能Dalbach等[35]异丙酯0.15%DM1.631.6714.415.5提高血液Met含量,促进一碳单位循环Ardalan等[36]DL⁃Met13.5g/d1.431.6316.518.0提高繁殖和泌乳性能,降低代谢性疾病的发生Ordway等[37]0.06%DM0.35%DM13.716.3促进能量平衡,提高泌乳性能Socha等[38]10.5g/d;10.2g/d+16.0g/dLys15.616.0 18.5改善泌乳性能Phillips等[39]20g/d1.32 1.341.5811.4 15.615.8NS减少体蛋白质损失㊀㊀1)蛋氨酸百分比是指商业产品的含量,并非纯品的含量㊂2)1Mcal=4.184MJ㊂3)NS表示差异不显著(P>0.05)㊂㊀㊀1)Metpercentageisthecontentofcommercialproduct,notthesterlingcontent.2)1Mcal=4.184MJ㊂3)NSmeansnosignifi⁃cantdifference(P>0.05).338㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报30卷4㊀小㊀结㊀㊀奶牛围产期的营养与管理对胎儿发育㊁奶牛健康㊁泌乳和繁殖性能十分关键,甚至影响奶牛整个泌乳生涯㊂RPM在调控奶牛围产期肝脏健康及营养代谢中发挥重要作用,其生理和分子机制并未完全明确,且添加量及添加形式尚无统一标准,有待研究㊂未来研究应主要关注以下4点:1)RPM精准添加量及添加方式的标准化㊂以饲粮MP㊁能氮和氨基酸平衡为基础,充分考虑Met形式㊁过瘤胃和利用率㊁效价等因素,规范添加方式;2)明确RPM调控奶牛围产期肝脏功能㊁代谢和健康的关键信号通路,并探寻神经内分泌和其他生理机制,系统解析其调控机制,并整合胆碱相关研究和机理,构建一碳单位调控奶牛围产期肝脏代谢的机理和技术网络;3)以核因子κB(nuclearfac⁃torkappaB,NF⁃κB)㊁Toll样受体4(Tolllikere⁃ceptor,TLR4)和红系衍生的核因子2相关因子2(nuclearfactorerythroid2⁃relatedfactor2,Nrf2)等通路为核心,研究RPM调控奶牛抗氧化和免疫功能的机理;4)进一步挖掘母体Met供应对胚胎发育㊁代谢和犊牛健康的影响,并探寻相关生理机制和信号传导,以及可能的表观遗传学机理㊂参考文献:[1]㊀余超.生物素对围产期奶牛泌乳净能和代谢蛋白平衡及生产性能的影响[D].硕士学位论文.杨凌:西北农林科技大学,2016.[2]㊀孙菲菲,曹阳春,李生祥,等.胆碱对奶牛围产期代谢的调控[J].动物营养学报,2014,26(1):26-33.[3]㊀孙菲菲.胆碱和蛋氨酸对奶牛围产期营养平衡和机体健康的影响及机制[D].博士学位论文.杨凌:西北农林科技大学,2017.[4]㊀LIC,BATISTELF,OSORIOJS,etal.Peripartalru⁃men⁃protectedmethioninesupplementationtohigherenergydietselicitspositiveeffectsonbloodneutrophilgenenetworks,performanceandliverlipidcontentindairycows[J].JournalofAnimalScienceandBio⁃technology,2016,7(1):18.[5]㊀OSORIOJ,TREVISIE,JIP,etal.Biomarkersofin⁃flammation,metabolism,andoxidativestressinblood,liver,andmilkrevealabetterimmunometabolicstatusinperipartalcowssupplementedwithSmart⁃amineMorMetaSmart[J].JournalofDairyScience,2014,97(12):7437-7450.[6]㊀OSORIOJ,JIP,DRACKLEYJ,etal.SmartamineMandMetaSmartsupplementationduringtheperipartalperiodalterhepaticexpressionofgenenetworksin1⁃carbonmetabolism,inflammation,oxidativestress,andthegrowthhormone⁃insulin⁃likegrowthfactor1axispathways[J].JournalofDairyScience,2014,97(12):7451-7464.[7]㊀JACOMETOCB,ZHOUZ,LUCHINID,etal.Ma⁃ternalsupplementationwithrumen⁃protectedmethio⁃nineincreasesprepartalplasmamethionineconcentra⁃tionandaltershepaticmRNAabundanceof1⁃carbon,methionine,andtranssulfurationpathwaysinneonatalHolsteincalves[J].JournalofDairyScience,2017,100(4):3209-3219.[8]㊀NANXM,BUDP,LIXY,etal.RatiooflysinetomethioninealtersexpressionofgenesinvolvedinmilkproteintranscriptionandtranslationandmTORphos⁃phorylationinbovinemammarycells[J].Physiologi⁃calGenomics,2014,46(7):268-275.[9]㊀胡诚军,江青艳,孔祥峰.畜禽蛋氨酸代谢及其生理功能研究进展[J].饲料工业,2016,37(15):23-27.[10]㊀ARDALANM,DEHGHAN⁃BANADAKYM,REZA⁃YAZDIK,etal.Theeffectofrumen⁃protectedmethio⁃nineandcholineonplasmametabolitesofHolsteindairycows[J].TheJournalofAgriculturalScience,2011,149(5):639-646.[11]㊀SUNFF,CAOYC,CAICJ,etal.Regulationofnu⁃tritionalmetabolismintransitiondairycows:energyhomeostasisandhealthinresponsetopost⁃ruminalcholineandmethionine[J].PLoSOne,2016,11(8):e0160659.[12]㊀ZHOUZ,BULGARIO,VAILATI⁃RIBONIM,etal.Rumen⁃protectedmethioninecomparedwithrumen⁃protectedcholineimprovesimmunometabolicstatusindairycowsduringtheperipartalperiod[J].JournalofDairyScience,2016,99(11):8956-8969.[13]㊀SAHOOA,SORENN.Nutritionforwoolproduction[J].WebmedcentralNutrition,2011,2(10):WMC002384.[14]㊀ZHOUZ,VAILATI⁃RIBONIM,TREVISIE,etal.Betterpostpartalperformanceindairycowssupple⁃mentedwithrumen⁃protectedmethioninecomparedwithcholineduringtheperipartalperiod[J].JournalofDairyScience,2016,99(11):8716-8732.[15]㊀SINCLAIRKD,GARNSWORTHYPC,MANNGE,etal.Reducingdietaryproteinindairycowdiets:implicationsfornitrogenutilization,milkproduction,4383期孙博非等:过瘤胃蛋氨酸对围产期奶牛代谢及健康的调控作用及机理welfareandfertility[J].Animal,2014,8(2):262-274.[16]㊀WANGC,LIUHY,WANGYM,etal.Effectsofdi⁃etarysupplementationofmethionineandlysineonmilkproductionandnitrogenutilizationindairycows[J].JournalofDairyScience,2010,93(8):3661-3670.[17]㊀HUANGX,ZANGYL,ZHANGMH,etal.NuclearfactorofκB1isakeyregulatorforthetranscriptionalactivationofmilksynthesisinbovinemammaryepi⁃thelialcells[J].DNAandCellBiology,2017,36(4):295-302.[18]㊀OSORIOJS,JACOMETOCB,ZHOUZ,etal.He⁃paticglobalDNAandperoxisomeproliferator⁃activa⁃tedreceptoralphapromotermethylationarealteredinperipartaldairycowsfedrumen⁃protectedmethionine[J].JournalofDairyScience,2016,99(1):234-244.[19]㊀ZHOUZ,GARROWTA,DONGXW,etal.Hepaticactivityandtranscriptionofbetaine⁃homocysteinemethyltransferase,methioninesynthase,andcystathi⁃oninesynthaseinperiparturientdairycowsarealteredtodifferentextentsbysupplyofmethionineandcho⁃line[J].TheJournalofNutrition,2017,147(1):11-19.[20]㊀CHANDLERTL,WHITEHM.Cholineandmethio⁃ninedifferentiallyaltermethylcarbonmetabolisminbovineneonatalhepatocytes[J].PLoSOne,2017,12(2):e0171080.[21]㊀SODERKJ,HOLDENLA.Lymphocyteproliferationresponseoflactatingdairycowsfedvaryingconcen⁃trationsofrumen⁃protectedmethionine[J].JournalofDairyScience,1999,82(9):1935-1942.[22]㊀OSORIOJ,JIP,DRACKLEYJK,etal.SupplementalSmartamineMorMetaSmartduringthetransitionpe⁃riodbenefitspostpartalcowperformanceandbloodneutrophilfunction[J].JournalofDairyScience,2013,96(10):6248-6263.[23]㊀DENGQ,MAD,SHIZ,etal.Effectsofβ⁃hydroxybu⁃tyricacidonthesynthesisandassemblyofverylow⁃densitylipoproteininbovinehepatocytesinvitro[J].JournalofAnimalPhysiologyandAnimalNutrition,2016,100(2):331-336.[24]㊀LIY,DINGHY,WANGXC,etal.Highlevelsofac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被你忽略的过瘤胃蛋白
童荣信可以从以下一下几点判断:1.由研究文献和本文所提供的附表详细计算精料、粗料中粗蛋白在瘤胃中的降解率。
2.由牛奶中的成份亦可略概判断。
例如:牛奶中的乳脂率正常而乳蛋白和乳中的尿素氮(BUN)的百分比偏低时,则显示,日粮中的粗蛋白不足量或其粗蛋白在瘤胃中的降解率过少。
3.若牛群中,卵巢囊肿和其它卵巢异常的比例偏高时,有可能是由日粮粗蛋白过量或粗蛋白在瘤胃中的降解率过高所致。
遇到如此状况或牛奶蛋白过低和尿素氮过高时,则建议使用过瘤胃蛋白以取代部分日粮中(尤其是精料中)的蛋白质来源,如:取代部分黄豆粉,以期减少粗蛋白在瘤胃的降解过多的现象。
4.一般而言,牛奶的正常含量为:乳蛋白>3.0%,尿素氮为7~9.5%,无脂固形物>8.5%。
牛只血液中的尿素氮(BUN)的正常量应为< 20 mg/100ml。
5.日粮中营养不均衡,尤其是热能和蛋白质之间的不均衡,亦相当影响牛奶成份和质量。
Q牛群的受孕率偏低与营养的关系为何?童荣信受孕率偏低的原因很多,建议由兽医师诊断后再寻求解决之道。
1.假使牛只的干物质采食量(Dry Matter Intake,DMI)不足时,由于营养不足而使内分泌系统的激素合成量不足,因而排卵不顺或受孕后的受精卵无法在子宫内着床发育,则自然地受孕率偏低。
尤其台湾炎热的夏天里,此等情况普遍存在。
2.饲料若受霉菌的污染,亦常见配种困难的问题。
霉菌毒素对配种有非常不良的影响。
霉菌毒素的污染有可能来自于精料中的玉米、黄豆或其它谷物。
粗料中的青贮料质量或新鲜度不佳对牛只的繁殖性能有不良影响。
3.矿物质不平衡、热能和蛋白质不平衡,不只影响瘤胃发酵的功能,更可影响繁殖性能和配种问题。
Q如果粗蛋白在瘤胃中被分解的量不足时,会有什么影响?童荣信若日粮中提供的粗蛋白不足以满足瘤胃微生物发酵作用的基本需求以发挥应有功能,则终致微生物蛋白(MCP)产生量不足,致使产奶量下降,以及牛奶中蛋白质含量降低。
[精华]被你疏忽的过瘤胃蛋白
[精华]被你疏忽的过瘤胃蛋白被你忽略的过瘤胃蛋白2014-01-29 06:20 荷斯坦奶农俱乐部网访问量:98 [ 字号:大中小 ]童荣信博士菲尼氏营养技术国际集团CEO奶牛由日粮中所摄取的蛋白(IP)可分为三部份:在瘤胃中不被降解蛋白质,UIP;在瘤胃中可被降解蛋白质 (DIP);以及不可消化蛋白质 (IIP)。
但由于大部分日粮蛋白质在瘤胃中被降解浪费,因而饲喂更高含量蛋白质的日粮,并不是提高奶牛营养的最佳解决方法。
Q过瘤胃蛋白在奶牛营养上有什么重要性?童荣信只要是在能够满足过瘤胃微生物生长的所需粗蛋白的前提下,我们必须设法避免过多的粗蛋白在瘤胃中被分解。
过剩的粗蛋白应该令其在瘤胃不被分解,而在小肠中被消化吸收,以达到其最佳效率。
换句话说,就是先把瘤胃微生物喂饱了,使瘤胃中的纤维消化正常之后,再将过剩的粗蛋白过瘤胃。
假使过剩的粗蛋白不过瘤胃,而继续在瘤胃中被分解,则产生过多的氨气,不只使粗蛋白的利用率降低,况且过多的氨气被吸收进入血液中,易使血中尿素氮(Blood Urea Nitrogen,BUN) 过高,导致对繁殖性能之不良影响,而使配种之受孕率降低。
总之,瘤胃微生物喂饱了,发酵作用正常了,则过剩的粗蛋白势必要过瘤胃。
更且过瘤胃的粗蛋白必须在小肠中被消化吸收。
Q可不可以让日粮中所有粗蛋白都过瘤胃?童荣信不可以。
由日粮中所摄取的粗蛋白必须有一定的量在瘤胃中被微生物降解利用,才能使整个瘤胃发酵功能正常而且健康,因为瘤胃微生物也需要粗蛋白。
让瘤胃微生物发酵正常且健康是反刍动物饲养和营养上的第一步,也是最重要的一步。
必须强调的是,一定要首先让瘤胃微生物获取足量的蛋白质或氮的来源,再来考虑过瘤胃的部分。
基本的概念是,提供可利用而足量的蛋白质或氮的来源(也就是DIP的部份 ),以使瘤胃微生物产生最多量的微生物蛋白 (Microbial Crude Protein,MCP)。
一般而言,日粮中至少要有 8~9%的粗蛋白是要在瘤胃中可被降解 DIP,而被微生物利用。
过瘤胃氨基酸
过瘤胃氨基酸反刍动物的过瘤胃保护性氨基酸营养添加剂价值评估反刍动物蛋白质营养的实质和核心是氨基酸营养,由于瘤胃微生物的作用,反刍动物日粮中直接添加氨基酸,会在瘤胃中部分或完全降解,最终到达小肠可被吸收利用的氨基酸量减少。
因此氨基酸过瘤胃保护非常重要。
许多研究表明,在日粮中添加过瘤胃氨基酸(Rumen—Protected Amino Acids,RPAA)是为反刍动物提供理想小肠氨基酸简便、直接而又有效的调控方法,对提高饲料利用率、减少蛋白质和氨基酸浪费、降低生产成本、提高高产反刍动物生产性能具有重要意义。
1 过瘤胃氨基酸应用的必要性许多研究表明,蛋白质对反刍动物的最终生物学价值决定于小肠内出现的供吸收的氨基酸数量和种类。
为此,英、法、美、德、瑞士、荷兰、澳大利亚、北欧及我国学者提出了反刍物蛋白质营养新体系,虽然各国新体系所采用的主要参数不完全一致,但其共同特点是以小肠蛋白质,即小肠氨基酸平衡为基础。
小肠内可吸收氨基酸主要受制于微生物蛋白质和未降解日粮蛋白质构成的数量和质量。
微生物蛋白质有一个优秀的氨基酸组成,但是研究表明,即使瘤胃微生物蛋白质合成达到最大程度,还是没有足够的蛋白质进人小肠,从而不能实现现代高产反刍动物潜在的生产量,因此必须增加进人小肠的真蛋白质和氨基酸的数量。
过去,营养学家们常给反刍动物补充瘤胃非降解蛋白质。
鱼粉、肉骨粉、羽毛粉、玉米蛋白粉、去毒大豆粉和玉米面筋粉等含有较多的过瘤胃蛋白质,是反刍动物饲料常用的非降解蛋白质源。
但是,单靠提高过瘤胃蛋白质数量并不一定保证反刍动物增产。
许多学者提出使用过瘤胃蛋白质存在一定的局限性,如:(1)使通向小肠的细菌蛋白减少;(2)过瘤胃蛋白质在小肠内可能不容易消化;(3)过瘤胃蛋白质的氨基酸组成不易平衡,在满足某些必需氨基酸的同时也会导致其他必需和非必需氨基酸过量,反刍动物必须代谢过量的氨基酸和排除过剩的氮素,不但造成环境染,也会影响奶牛的健康和生产状况;(4)不同来源的过瘤蛋白质的消化产物相互作用,降低了自身的营养价值;(5)瘤胃内环境的改变,微生物合成效率的降低,食糜通过率的加快都会影响过瘤胃蛋白质的功效;(6)不同包被方法处理的过瘤胃蛋白质在小肠内的释放速度也可能有一定差异,因此出现各种氨基酸利用的时间差问题。
家畜饲养管理学复习资料
本科《家畜饲养管理学》课程复习题一、名词解释1、综合法:笼统地统计动物达到一定生产水平对某种营养物质的总需要量,而不剖析构成此需要量的各个组分。
2、析因法:剖析构成总需要量的各个组分,分别计算各个生理活动或生产活动对营养物质的需要量,通过建立特定的数学模型来计算动物总需要量。
3.浓缩饲料:由蛋白质饲料、矿物质饲料、维生素预混料和添加剂预混料按一定比例配制并混合均匀的配合饲料产品,它通过配合一定比例的能量饲料即可构成全价配合饲料。
4.必需氨基酸:在动物体内不能合成或者合成的量不能满足需要,必须由饲料供给的氨基酸。
5.瘤胃氮素循环:饲料CP 随采食进入瘤胃后,在瘤胃微生物作用下降解产生的NH 3部分经瘤胃壁吸收进入血液,在肝脏合成尿素后,部分又随唾液分泌再次返回瘤胃内降解成氨,这种氨和尿素在瘤胃与体液间循环的过程称瘤胃氮素循环。
6.消化能(DE) :饲料总能减去粪能后余下的部分能量。
即消化能(KJ/kg)=)进食量(粪能)总能(kg kJ kJ )(-7.净能(NE) :指代谢能减去动物因采食而引起的体增热后余下的部分能量。
8.微量矿物元素:指在动物体内含量占体重万分之一以下的矿物元素。
如Fe 、Cu 、Zn 、Mn 、I 、Se等。
9.常量矿物元素1:指在动物体内含量占体重万分之一以上的矿物元素。
如Ca 、P 、K 、Na 、Mg 、S 、Cl 等。
10.非必需氨基酸:在动物体自行合成或可由其它氨基酸转化而来,并非必须由饲料供给的氨基酸。
11.维持:维持是指畜禽体重不增不减,不进行生产,不做劳役,保持身体健康,体内各种营养物质处于动态平衡的营养状态。
12.粗脂肪:指饲料干物质中能溶于乙醚的所有成分,也称为醚浸出物。
包括真脂肪和类脂质。
13.理想蛋白:各种必需氨基酸之间以及与非必需氨基酸之间具有最佳平衡的蛋白质。
14.代谢能(ME) :饲料总能扣除粪能、尿能、可燃性气体能后余下的部分能量。
即代谢能(KJ/kg)=)饲料进食量()甲烷能()尿能()粪能()总能(kg kJ kJ kJ kJ ---15. 净蛋白质利用率:指供试蛋白质在动物体内的净存留量占进食蛋白质的百分比。
奶牛瘤胃内蛋白质的消化
奶牛瘤胃内蛋白质的消化
孙兴志奶牛饲料蛋白根据在瘤胃内的代谢不同分为两类, 既降解蛋白和非降解蛋白, 前者被分解为氨, 氨可被瘤胃细菌合成瘤胃蛋白。
后者不变化。
越过瘤胃直接到达皱胃和小肠,称过瘤胃蛋白。
根据过瘤胃值的大小分为三类:
过瘤胃值低(﹤40% )的原料:豆粕、花生粕等。
过瘤胃值中等(40%-60% )的原料:棉粕苜蓿粉、玉米等。
过瘤胃值高(﹥60% )的原料:鱼粉、血粉、肉粉、羽毛粉等。
瘤胃内既有蛋白质的分解,又有蛋白质的合成。
瘤胃内蛋白质发酵的有利一面是既能将品质差的蛋白质转化为生物价值高的菌体蛋白,同时也能将尿素等非蛋白氮转化为菌体蛋白。
但不利的一面是饲料蛋白通过瘤胃被微生物分解形成大量的氨而损失,尤其是优质蛋白质。
如果过瘤胃蛋白质利用率按85% 计算,那么通过转变为菌体蛋白再经过肠道吸收,其利用率只有50% 左右,所
以,必须设法降低优质蛋白质和合成氨基酸在瘤胃中的降解度。
其方法有:
(一)热处理:豆粕、棉粕、菜饼等经过热榨工艺,粗蛋白的降解率降低。
(二)甲醛处理:甲醛对蛋白质具有保护作用,在瘤胃中的降解率明显下降。
(三)鞣酸处理:抑制蛋白质分解,促进氮的利用。
牛瘤胃酸中毒
瘤胃酸中毒奶牛瘤胃酸中毒(Rumenacidosis)是一种常见病,但因早期不易发现,又缺乏特异性早期诊断方法,因此临床多在晚期才能发现,并导致很大经济损失。
奶牛产前1周、产后3~21d(因围产期问题)和30~120d(因固定配给量和传送问题),以及高精料日粮饲喂期间易发。
一、原因产后母牛发生瘤胃酸中毒的主要原因是:(1)产后短时间喂过多精料(大于55%的DM);高干物质采食量。
(2)饲喂过量糖渣、酒糟。
二、临床症状1、亚临床瘤胃酸中毒食欲减退,体重减轻。
腹泻,粪便变稀,不成堆状,有的排少量带有粘液及未消化饲料颗粒的稀粪,酸臭味。
产奶量下降,乳脂率降低。
跛行增多,奶牛淘汰率增高。
2、亚急性瘤胃酸中毒(SARA)腐蹄,蹄出血,蹄单侧性溃疡,脓肿,圆周形指环。
由于肺部血栓阻塞,导致咯血或鼻出血,见图1。
图1 瘤胃酸中毒牛咯血或鼻出血三、诊断方法1、测定瘤胃pH值瘤胃pH值是亚急性瘤胃酸中毒的必测项目,在泌乳期第5~150天测定。
若牧场怀疑亚临床瘤胃酸中毒(SARA),就须检测瘤胃pH值确诊。
(1)采集牛瘤胃样品群体检测时每次至少采12头牛样品,这些牛无明显临床症状。
不要采取病牛或食欲废绝牛样品,因这种牛存在患有亚急性瘤胃酸中毒的高风险。
(2)采样时间由于奶牛在摄入较少饲料时会提高瘤胃pH,因此应在奶牛每天瘤胃pH最低时检测,即在饲喂后2-4小时,或当日第一次TMR饲喂后6-10小时采集样品。
(3)采样方法应用瘤胃穿刺或瘤胃管采取瘤胃液,测定pH值。
保定奶牛,在左侧腹部肋缘后10cm,牛体中下部,位置与膝盖骨平行,消毒剪毛,可小剂量局部麻醉利于针管穿刺。
用8.75cm 18号针朝肘部相反方向迅速穿刺,轻轻抽取瘤胃液5毫升。
必要时推进部分空气以确保针管没有阻塞。
1 毫升样品就足够用于pH检测,收集样品后迅速拔出针头,指压穿刺部位。
如无瘤胃液可注入10ml盐水再吸取。
(4)指标评定奶牛瘤胃液正常pH值为6.0-7.2,pH值为5.51-5.80临界值,大于5.81正常。
饲料中添加过瘤胃氨基酸对肉用牛生长性能的影响
饲料中添加过瘤胃氨基酸对肉用牛生长性能的影响作者:向白菊张健黄德均高立芳陈静蒋安来源:《南方农业·上旬》2014年第09期摘要研究过瘤胃赖氨酸(RPLys)和过瘤胃蛋氨酸(RPMet)对肉牛生长性能的影响。
选择20头年龄相近且健康状态良好的肉用水牛,随机分成4组,每组5头,在相同饲养管理条件下,每组添加不同量的RPLys和RPMet。
结果表明,添加过瘤胃氨基酸的3个组平均日增重分别为0.82 kg、0.87 kg和0.68 kg,均比对照组的0.42 kg高(P关键词过瘤胃赖氨酸(RPLys);过瘤胃蛋氨酸(RPMet);饲料添加剂;肉用牛;生长性能中图分类号:S816.7 文献标志码:A 文章编号:1673-890X(2014)25-058-03收稿日期:2014-08-05基金项目:国家国际科技合作项目“抗旱王牛的引进及育种数据收集系统关键技术的合作研究”(2011DFA32340);重庆市特色效益项目“良种肉牛高效养殖配套技术示范推广”。
作者简介:向白菊(1970—),女,重庆石柱人,本科,高级畜牧师,主要从事家畜育种研究。
※为通信作者,E-mail: ja_9700@。
反刍动物由于瘤胃中有大量微生物,其对饲料的消化代谢与单胃动物有较大区别[1]。
当饼粕类以及一些糟渣类饲料被牛羊等反刍动物采食到瘤胃后,当中大量的蛋白质被瘤胃里面的微生物发酵分解,进入到真胃的蛋白质数量大大减少,即便大幅提高日粮中蛋白质的含量,但由于瘤胃内蛋白质的降解量很可能也就相应地增加,因此进入小肠的蛋白质和氨基酸仍然无法满足其营养需要。
为了解决这一难题,有人尝试采用甲醛保护法、醋酸保护法等多种方法对蛋白质饲料进行保护[2],以提高蛋白质通过瘤胃的数量,而且数据表明目前这种过瘤胃蛋白质(RBP)的研究也取得了一些明显的效果。
但随着研究的不断深入,过瘤胃蛋白质的局限性也逐渐暴露出来,因为RBP在小肠内可能不容易消化或RBP的氨基酸组成并不平衡,且反刍动物还必须代谢过量的氨基酸和排除过剩的氮素,增加其肝脏、肾脏负担,还会对环境造成污染,因此人们把反刍动物蛋白质营养研究的重点转移到过瘤胃氨基酸(RPAA)上[3]。
过瘤胃氨基酸在反刍动物生产中的应用研究
过瘤胃氨基酸在反刍动物生产中的应用研究杨志林;李蓓蓓;冯建芳【摘要】蛋白质营养的核心是氨基酸平衡,在低蛋白水平下补给适量的氨基酸使其达到平衡,能提高蛋白质的利用率,满足反刍动物的营养需要以达到最好的生产效果.如果直接添加氨基酸,由于瘤胃微生物的作用会使部分氨基酸降解扰乱瘤胃内环境,达不到提高小肠可消化蛋白的目的.在日粮中添加适量的过瘤胃氨基酸可提高小肠可吸收氨基酸的数量、平衡小肠氨基酸营养以达到提高生产性能的目的.目前在反刍动物上应用价值较大的两种过瘤胃氨基酸为过瘤胃赖氨酸(RPLys)和过瘤胃蛋氨酸(RPMet).文章综述了RPLys和RPMet在牛羊生产中的应用.【期刊名称】《饲料博览》【年(卷),期】2016(000)008【总页数】3页(P18-20)【关键词】反刍动物;生产性能;过瘤胃氨基酸;添加量【作者】杨志林;李蓓蓓;冯建芳【作者单位】河北农业大学动物科技学院,河北保定071000;河北农业大学动物科技学院,河北保定071000;河北农业大学动物科技学院,河北保定071000【正文语种】中文【中图分类】S816.7;S823由于对氮代谢越来越重视,过去几年大量的研究阐明了跟产奶量有关的限制性氨基酸,为满足反刍动物的营养需要补充个别氨基酸。
目前大多数牛场均以玉米为基础日粮,而这种饲喂模式下赖氨酸和蛋氨酸不足,而赖氨酸和蛋氨酸分别是合成蛋白质的第一和第二限制性氨基酸,是奶牛增重、产奶的主要限制性氨基酸,因此关于补充这两种过瘤胃氨基酸的研究比较多。
大量关于赖氨酸和蛋氨酸的研究表明,补充过瘤胃赖氨酸和过瘤胃蛋氨酸能够提高产奶量和乳蛋白质含量[1-2]。
随着畜牧业和饲料工艺的不断发展,过瘤胃氨基酸产品已经开始广泛被应用到牛羊生产中,日粮中添加过瘤胃氨基酸不仅能提高饲料利用效率,节约蛋白质、氨基酸资源,还能促进反刍动物养殖的进一步发展。
过瘤胃氨基酸又称瘤胃保护性氨基酸或瘤胃旁路氨基酸(RPAA),是指将氨基酸以某种方式修饰或保护起来以免被瘤胃微生物降解,这种产品必须具有安全、氨基酸组成平衡及在小肠内能被有效吸收的特点。
过瘤胃氨基酸的研究
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一.奶牛的蛋白质及氨基酸的需求和来源1.蛋白质是奶牛日粮的主要限制性营养成分之一.饲料蛋白质进入瘤胃,经微生物作用,大部分被降解成氨,生成的氨除用于微生物合成菌体蛋白外,其余的氨被吸收随血液进入肝脏合成尿素,一部分返回瘤胃再利用,另一部分从尿液排出.小肠的代谢蛋白质(MP)是指被瘤胃以后消化的真蛋白质和被小肠吸收的氨基酸部分,主要有3部分组成,瘤胃合成的微生物蛋白质(MCP),瘤胃非降解饲料蛋白质(UCP),少量的内源蛋白质(ECP)研究表明,即使瘤胃微生物蛋白质合成达到最大程度,进入小肠的微生物蛋白质仍难以满足高产奶牛产奶的需求,而大量增加日粮蛋白质饲喂量,随之会增加瘤胃内蛋白质的降解量,造成蛋白质资源的浪费.为了减少瘤胃内蛋白质的降解损失,曾采取各种措施以提高日粮中UCP(非降解蛋白质)的量,弥补微生物蛋白质的不足,最常用的是在日粮中添加含UCP 的鱼粉、血粉、羽毛粉、玉米面筋等对蛋白质进行保护处理,但日粮中过多的UCP代替RDP(瘤胃降解蛋白质)会出现以下问题:①在日粮中用非降解蛋白质代替降解蛋白质,会影响微生物蛋白质的合成,导致进入小肠的微生物蛋白质数量下降。
②可代谢蛋白质的氨基酸组成不平衡会影响牛奶的产量。
就氨基酸含量和瘤胃发酵能力来说,鱼粉是蛋氨酸的良好来源.羽毛粉支链氨基酸含量丰富,血粉含较多的赖氨酸,但蛋氨酸含量低,玉米面筋粉是亮氨酸的良好来源.但赖氨酸含量低。
结果饲喂某种氨基酸含量低的过瘤胃蛋白质,就会加重该种氨基酸的缺乏。
③过瘤胃蛋白质在小肠内也可能不容易消化。
④不同来源的过瘤蛋白质的消化产物相互作用,降低了自身的营养价值。
⑤瘤胃内环境的改变,微生物台成效率的降低.食糜通过率的加快都会影响过瘤胃蛋白质的功效。
⑥另外,用喂过瘤胃蛋白质不仅成本高,而且会影响奶牛的健康和生产状况这是困为奶牛必须代谢过量的氨基酸和排除过剩的氮素,从而也会造成环境污染。
由于过瘤胃蛋白质存在一定的局限性,因此人们把研究重点转移到过瘤胃氨基酸上。
2.氨基酸2.1瘤胃微生物的氨基酸组成:稳定,平均,总量不足2.2氨基酸赖氨酸和蛋氨酸是泌乳奶牛的第一和第二限制性氨基酸牛奶由87%水分和13%固形物组成,其中乳蛋白比例约为固形物的四分之一,乳蛋白主要由酪蛋白,白蛋白和球蛋白组成。
由于特定的遗传密码决定乳蛋白组分,氨基酸根据遗传密码参与蛋白质合成,这些乳蛋白的氨基酸组成也就可能不同。
赖氨酸和蛋氨酸普遍认为是泌乳奶牛的第一和第二限制性氨基酸,占牛奶氨基酸含量的10%,赖氨酸主要用于乳蛋白合成,蛋氨酸主要影响乳脂合成。
赖氨酸和蛋氨酸的缺乏将严重限制乳蛋白合成或产量。
赖氨酸和蛋氨酸所以是泌乳奶牛的第一和第二限制性氨基酸,主要因为蛋白质饲料赖氨酸和蛋氨酸含量远远低于牛乳和瘤胃微生物的含量NRC提出MP 最大用于乳蛋白生产的赖氨酸和蛋氨酸含量分别为7.2%和2.4%,这个推荐量在实际生产往往不能实现。
持续试验表明,当玉米蛋白作为主要的过瘤胃蛋白时,则赖氨酸明显为第一限制性氨基酸;当玉米蛋白供给很少,而豆粕为主要的过瘤胃蛋白质时,则蛋氨酸明显为第一限制性氨基酸。
虽然MCP含有较高比例的赖氨酸和蛋氨酸,但由于饲料进人小肠的非降解蛋白质中的赖氨酸和蛋氨酸不平衡,结果导致在小肠可消化粗蛋白质中赖氨酸和蛋氨酸的不平衡。
以豆粕为例,含粗蛋白质(CP)458 g/kg,赖氨酸/CP=0.061,蛋氨酸/CP=0.0141,可降解蛋白质=240 g/kg,非降解蛋白质=218 g/kg,则: 小肠可消化粗蛋白质中的赖氨酸比例 =0.067;小肠可消化粗蛋白质中的蛋氨酸比例 =0.0176. 可见该豆粕样品的赖氨酸能满足需要,但蛋氨酸尚缺乏 0.020 9-0.017 6=0.003 3,有待平衡。
二.过瘤胃氨基酸1.类型1.1氨基酸类似物、衍生物、聚合物氨基酸类似物主要有蛋氨酸羟基类似物 (DL-2-羟基-4-甲硫丁酸、HMB、MHA)、N-羟甲基蛋氨酸钙、1,2-N-羟甲基赖氨酸钙盐。
应用最多是 HMB,过瘤胃原理是HMB比蛋氨酸更能抵抗瘤胃微生物的降解,避开了瘤胃内的脱氨基和转氨基作用,部分被微生物降解并转化为蛋氨酸,大部分直接通过瘤胃壁或在小肠被吸收,在酶的作用下转化为蛋氨酸被利用,过瘤胃效果至少可达40%。
HMB目前用作包被氨基酸的替代品,较著名的产品是诺伟司生产的 Alimet。
1.2包被氨基酸选择对 pH 敏感的包被材料对氨基酸进行包被利用瘤胃(pH5.4)与真胃(pH 2.4)pH 的差别,在瘤胃中包被材料起到保护作用,而在真胃中包被材料被分解,将氨基酸释放出来。
常用的材料有高分子聚合物、脂肪,另外还有变性蛋白、纤维素及其衍生物等。
这类产品质量受包被材料、包被厚度、颗粒大小和加工工艺的影响。
聚合物包被中最著名的产品是法国 Adisseo公司生产的 smartamine M,是利用苯乙烯和 2-甲基一5一乙烯基吡啶共聚物包被生产的产品。
由于包被层依赖于严格的 pH,青贮料 pH 过低 (pH<3.6)会降低其有效性,在瘤胃 pH 低的饲养条件下(如高精料日粮),这些产品的利用也受到限制。
脂肪包被氨基酸多用 C ~C 的脂肪和脂肪酸,采用挤压、冷喷、微胶囊化技术进行包被,其产品氨基酸含量占总重量的 30 左右,产品的缺点是不仅氨基酸含量低,而且还容易发生氨基酸过度保护问题。
1.3微胶囊技术微胶囊技术是指利用天然的或合成的高分子材料将固体或液体活性物质包裹成直径 1~500 μm 的微小胶囊,可保护和控制营养物质释放,在食品工业中应用比较多,近年在饲料中开始应用。
所用包被材料一般有:明胶、阿拉伯胶、桃胶、海藻酸钠、环糊精、羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、乙基纤维素、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚酰胺等,目前包被氨基酸的材料有长链脂肪酸、甘油三酯和脂肪酸钙、氢化脂肪酸、乙基纤维素、pH敏感聚合体,其制备方法有物理方法、化学方法和物理机械法。
2.效果2.1过瘤胃蛋氨酸①经过实验组与对照组相比,奶牛血浆中蛋氨酸平均含量提高24%。
有效预防奶牛氨基酸缺乏症;②提高基础日粮的营养效果;③提高产奶量。
奶牛平均日产奶量可以提高1.0-2.5公斤;④提高奶的乳脂率。
因基础日粮的原因不能产出高品质奶的情况下,乳脂率在原基础上可以增加0.22-0.33个百分点,效果十分明显;⑤提高乳蛋白率。
乳蛋白率在原基础上可以增加0.16-0.21个百分点。
从而大大提升奶的品质;2.2过瘤胃赖氨酸①可增加赖氨酸在真胃、小肠内吸收,促进乳蛋白合成,从而提高奶中蛋白质的含量。
②实验证明,奶牛血浆中赖氨酸平均含量提高75%,有效防止奶牛氨基酸缺乏。
③提高产奶量。
平均每头奶牛日产奶量提高1.0-1.5公斤;④提高乳蛋白率。
提高0.16-0.21个百分点。
效果十分明显,经济效益可观。
2.3其他2.3.1对蛋白质利用和菌体蛋白合成的影响瘤胃微生物可以用低质量的氮源转变成高质量的菌体蛋白,所以研究添加过瘤胃氨基酸对菌体蛋白合成及蛋白质利用的影响具有重大意义。
2.3.2对奶牛免疫功能的影响堪萨斯州立大学Brazle选用平均体重 133 kg犊牛,日粮中添加过瘤胃氨基酸 56 g/d,与对照组相比,改善了饲料利用率,降低了医药费。
据报道,奶牛日粮中补加蛋氨酸锌,可降低奶中体细胞数 33.66%,并减少乳房炎的发生。
2.3.3对干物质采食量的影响据报道,在泌乳初期的荷斯坦奶牛日粮中添加不同水平的过瘤胃蛋氨酸,试验结果表明,干物质采食量并不受过瘤胃蛋氨酸水平影响。
3. 过瘤胃氨基酸的稳定性检验常用的方法有体内法、半体内法和体外发酵法 (人工瘤胃法 )。
体内法是用基础日粮与被测饲料在不同时间段内,瘤胃样中总游离氨基酸的相差来计算氨基酸在瘤胃中的动态释放率。
缺点是误差过大。
体内法最接近动物的生理条件,它仍然是评定和校正其它方法的首选参考标准。
半体内法是最为常用的一种方法,即用尼龙袋测定过瘤胃氨基酸的释放率,可靠性较好,但其结果易受试验动物个体生理条件的影响,被测样品未经咀爵和反刍,引起对释放率的低估。
体外发酵法操作更加便捷、容易标准化、重复性好,逐渐成为研究的重点。
体外发酵法(人工瘤胃法)主要分为短期人工瘤胃法和长期人工瘤胃法。
短期人工瘤胃法将过滤后的瘤胃液与被测饲料在一定条件下 (厌氧环境、38~ 39℃、pH6.7~6.9)共同培养一段时间后,分析被测饲料营养素的降解率。
其缺点是发酵罐内的发酵终产物不能外移,与反刍动物瘤胃食糜外排的生理规律不相符,影响测定结果的稳定性和准确性。
3.影响过瘤胃氨基酸利用效果的因素3.1处理方法过瘤胃氨基酸包被材料的选择、包装方法和合成过程等因素都会不同程度的影响产品品质。
研究表明,动物油包被处理蛋氨酸效果明显好于氢化棕榈油包被处理。
周丽霞等应用均匀设计研究过瘤胃氨基酸的合成工艺,借助计算机选择合成工艺中的最佳因素水平,使合成产物的吸收率达到最佳水平。
影响产物吸收率的因素有:反应物之间的原料配比、反应时间、反应溶剂用量和反应温度等。
过瘤胃氨基酸也会出现“过度保护问题”。
因此,必须注意氨基酸包被材料、包被方法的选择,同时兼顾氨基酸的生物利用率。
3.2日粮在以青贮料为基础的混合日粮中,青贮玉米的 pH值过低(低于 3.6)会使过瘤胃氨基酸在瘤胃内被降解在以玉米或大麦为基础日粮时,赖氨酸和蛋氨酸是限制性氨基酸。
因此,日粮因素也值得注意。
3.3添加量和添加时期过瘤胃氨基酸的添加量不仅由日粮中蛋氨酸或其他氨基酸缺乏情况来确定,而且由成本和其他蛋白源的可利用性来确定。
一般来说,泌乳期奶牛日粮添加过瘤胃蛋氨酸 3~15g/d,对干物质采食量没有不利影响,然而高水平添加会降低饲料适口性从而影响采食,而且也会造成氨基酸的浪费。
添加过瘤胃氨基酸的最好期为分娩前 2~3周至泌乳大约 150d。
也有人发现添过瘤胃蛋氨酸、赖氨酸对生长牛来讲能显著提高生产性能,而对于成年牛则无此影响。
3.4问题①包被易破坏②不同生长时期的需求不同,添加量和添加时机?③目前的研究大多基于单AA的研究,复合AA的情况和效果?。